本发明公开了一种微型分光元件及其制备方法。包括起偏器、铌酸锂晶体和检偏器；铌酸锂晶体对称的两侧面分别设置有起偏器和检偏器，铌酸锂晶体在靠近检偏器的一侧加工为纳米光栅，且纳米光栅和铌酸锂晶体光轴平行；光源发出垂直于铌酸锂晶体光轴的光线，光线依次透过起偏器、铌酸锂晶体、检偏器后被探测器接收。本发明采用超快激光自组织加工，在铌酸锂晶体中平行于光轴方向制备纳米光栅结构，并利用单轴晶体的色偏振效应，配合小周期纳米光栅的分光能力，对色偏振效应进行增强，最终实现50×50μm内的微区分光。